Proses konveksi adalah cara utama perpindahan panas dalam cairan yang terkena sumber panas. Biasanya, cairan, yang bisa berupa cairan atau gas, dipanaskan dari bawah oleh permukaan yang hangat; kenaikan suhu mengakibatkan penurunan densitas, menyebabkan fluida naik dan fluida yang lebih dingin mengalir ke dalam untuk menggantikannya. Saat naik, ia kehilangan panas ke sekitarnya, menjadi lebih padat dan lebih berat daripada cairan di bawahnya. Ia tidak dapat turun melalui fluida yang naik ini, sehingga ia menyebar secara horizontal sebelum jatuh kembali ke permukaan dan ditarik ke titik awalnya oleh fluida yang naik. Sistem ini dikenal sebagai sel konveksi dan merupakan fitur dinamika fluida yang dapat diamati dalam berbagai situasi, dari air yang dipanaskan dalam panci hingga proses pada skala planet atau bintang.
Atmosfer bumi memiliki sel-sel konveksi dalam skala besar: daerah khatulistiwa menerima lebih banyak panas dari matahari daripada kutub, menyebabkan udara hangat naik kemudian mengalir ke garis lintang yang lebih tinggi, di mana ia turun mengalir kembali ke khatulistiwa, membentuk sel konveksi besar di sisi lain. Ini dikenal sebagai sel Hadley. Uap air di udara yang naik mengembun saat udara mendingin di ketinggian yang lebih tinggi dan dapat membentuk awan cumulonimbus yang menjulang tinggi yang menghasilkan badai petir. Udara umumnya turun sekitar 30 derajat ke utara dan selatan khatulistiwa, pada saat itu telah kehilangan sebagian besar kelembapannya; akibatnya, wilayah ini biasanya gersang dan mengandung beberapa gurun pasir terbesar di dunia. Pergerakan udara selanjutnya kembali ke khatulistiwa bertanggung jawab atas angin pasat.
Panas dari inti bumi mempertahankan sirkulasi panas, batuan cair di mantel atas, membentuk sel-sel konveksi di bawah kerak. Pergerakan batuan cair atau semi-cair yang dihasilkan mendorong proses yang dikenal sebagai lempeng tektonik yang bertanggung jawab untuk membelah kerak menjadi “lempeng” benua yang bergerak relatif satu sama lain. Fenomena ini bertanggung jawab atas gempa bumi dan aktivitas gunung berapi. Area permukaan bumi yang berada tepat di atas sel konveksi dapat membelah dan bergerak terpisah, membentuk lempeng baru, seperti di Lembah Rift Afrika. Lempeng yang ada, didorong oleh arus konveksi di bawah, dapat mendorong ke lempeng lain, membangun barisan pegunungan seperti Himalaya.
Sel konveksi juga ada di matahari. Gambar permukaan matahari mengungkapkan struktur granular yang terdiri dari area terang dan panas yang dikelilingi oleh batas yang lebih gelap dan lebih dingin. Setiap butiran menunjukkan bagian atas sel konveksi yang dibentuk oleh plasma yang dipanaskan dari bawah dan naik ke permukaan, mendingin kemudian menyebar dan turun lagi di perbatasan.